《制取氧气》课件用

制取氧气氧气是生命必需的物质，在自然界中，氧气主要存在于空气中。氧气无色无味，在常温常压下为气体，能支持燃烧。课程目标了解氧气的重要性氧气是生命活动必不可少的物质，在工业、医疗、航空航天等领域有着广泛应用。掌握氧气的制取方法学习几种常见的氧气制取方法，如化学反应法、电解水法等。熟悉制氧设备了解常用制氧设备的类型、特点和安全操作。认识氧气的应用认识氧气在不同领域中的应用，如工业生产、医疗救治、潜水等。氧气的重要性氧气是地球上所有生物生存的必要条件。人类和其他动物需要氧气来呼吸，植物需要氧气进行光合作用。氧气在工业生产中也扮演着重要角色，它被广泛应用于钢铁制造、化工生产、焊接切割等领域。氧气的性质无色无味氧气本身是无色无味的，但当氧气浓度较高时，可能会闻到一股淡淡的金属味。不易溶于水氧气在水中的溶解度很低，因此水生生物需要依靠水中的溶解氧来生存。助燃性氧气是一种助燃剂，可以帮助可燃物燃烧，因此氧气在很多工业领域都有着广泛的应用。化学性质活泼氧气可以与许多物质发生化学反应，例如氧化反应，生成氧化物。氧气的制取方法实验室制取氧气使用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，简单易行，适合教学演示。工业制氧空气分离法是目前主要的工业制氧方法，利用液态空气的分馏分离出氧气。电解水制氧电解水可以产生氢气和氧气，是一种绿色环保的制氧方法，但在工业应用中成本较高。生物制氧绿色植物通过光合作用释放氧气，是地球大气中氧气的主要来源，具有重要生态意义。一氧化二氮分解法一氧化二氮分解一氧化二氮是一种无色气体，在高温下会分解生成氮气和氧气。反应条件分解反应需要在高温下进行，通常需要使用催化剂，例如氧化铜或氧化铁。生成氧气反应过程中，一氧化二氮分解产生氧气，同时释放出热量。收集氧气可以使用排水法或向上排空气法收集生成的氧气。温差吸附法1空气预处理去除空气中的杂质2吸附利用吸附剂吸附空气中的氮气3脱附加热吸附剂，释放吸附的氮气4提纯获得高纯度的氧气温差吸附法利用吸附剂在不同温度下对氮气和氧气的吸附能力差异，实现氧气的分离和提纯。液态空气分馏法1液化空气空气压缩降温2分馏不同沸点气体分离3收集氧气分离后的氧气储存液态空气分馏法是利用空气中各组分沸点不同，将液态空气进行分离，从而获得氧气的技术。该方法具有产量高、纯度高的优点，但成本相对较高，需要低温设备和大型工厂。化学反应法1利用化学反应制氧该方法利用某些物质在特定条件下反应生成氧气，例如过氧化氢分解、氯酸钾分解等。2操作简便化学反应法制氧设备相对简单，易于操作，适用于实验室和小规模制氧。3纯度较高通过选择合适的反应物和控制反应条件，可以获得较高纯度的氧气，但成本可能较高。4安全性需要注意反应安全，避免爆炸等危险，选择合适的反应器和操作规范。电解水法电解水法是制取氧气的一种常用方法，其原理是利用直流电将水分子分解为氢气和氧气。该方法可制取高纯度氧气，且操作相对简单。1直流电提供电能，分解水分子2电解池盛放水溶液，发生电解反应3阴极产生氢气4阳极产生氧气生物学制氧法藻类光合作用藻类利用光能和二氧化碳产生氧气，作为副产物。微生物呼吸作用一些微生物在特定条件下进行呼吸作用，释放氧气作为代谢产物。植物光合作用植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为氧气，并释放到空气中。制氧设备要求11.效率制氧设备需要高效率，以最大程度地利用能源并降低成本。22.安全性设备必须符合安全标准，以确保操作人员和周围环境的安全。33.可靠性设备应能够可靠地运行，以满足持续的氧气供应需求。44.维护性设备应易于维护和保养，以确保其长期可靠运行。制氧设备选型生产规模选择适合生产规模的设备。小规模选择小型制氧机，大型选择大型制氧设备。氧气纯度根据氧气应用需求选择合适的纯度。医疗用氧需高纯度，工业用氧可根据要求选择不同纯度。氧气产量选择能满足需求的设备，保证稳定供氧。考虑未来发展，预留一定产能空间。运行成本综合考虑设备价格、能耗、维护成本等因素，选择性价比高的设备。制氧设备的安全操作11.定期检查定期检查设备是否完好，确保仪表和阀门正常工作。22.操作规范严格按照操作规程进行操作，避免违规操作带来的安全风险。33.防火防爆氧气易燃易爆，操作环境要保持通风良好，远离明火和热源。44.泄漏处理如发生氧气泄漏，应立即停止操作，并采取相应措施进行处理。制氧质量控制纯度控制氧气纯度是制氧质量的关键指标，需要严格控制氧气中杂质含量，例如氮气、二氧化碳、水分等。流量控制氧气流量稳定性也是重要指标，需要确保氧气输出流量稳定，满足不同应用需求。压力控制氧气压力稳定性是安全生产的关键，需要确保氧气输出压力稳定，符合安全标准。制氧成本分析制氧成本主要由设备投资、能耗成本、维护成本、人工成本等构成。制氧成本分析对于企业生产经营、产品定价和市场竞争具有重要意义。1设备投资制氧设备投资成本占总成本的比例较高，不同的制氧技术，设备投资成本差异较大。2能耗成本制氧过程消耗大量的电力，电价波动会影响制氧成本。3维护成本制氧设备的维护保养成本，包括人工费、材料费等。4人工成本人工成本随当地工资水平而变化，制氧厂的人工成本占总成本的比例相对较低。氧气的储存和运输气体钢瓶储存氧气通常储存在高压钢瓶中，钢瓶颜色为蓝色，并标有醒目的“氧气”字样，以确保安全使用。氧气运输氧气运输主要采用特制的运输车辆，配备专门的氧气罐，运输过程中要注意安全防护，避免碰撞和阳光直射。氧气在工业中的应用钢铁冶炼氧气是钢铁冶炼的重要原料，用于提高钢铁的产量和质量。它能够促进燃料燃烧，提高炉温，加速冶炼过程。化工生产氧气在化工生产中应用广泛，用于氧化反应、合成反应等。例如，生产合成氨、乙醇、甲醇等重要化工产品。氧气在医疗中的应用呼吸机氧气是呼吸机的重要组成部分，为呼吸衰竭患者提供额外氧气。手术治疗手术过程中，氧气用于维持患者的呼吸，并防止缺氧。急救在紧急情况下，氧气用于救治心脏病、中风、哮喘等疾病。高压氧舱高压氧舱利用高浓度氧气，治疗潜水病、一氧化碳中毒等疾病。氧气在航天航空中的应用推进剂液态氧气是火箭发动机的重要推进剂，提供强大的推力，将航天器送入太空。生命支持系统宇航员在太空行走或舱外活动时需要氧气供应，维持生命活动。舱内环境控制空间站或飞船内部需要氧气维持呼吸，并调节气压和温度。氧气在潜水中的应用潜水呼吸潜水员使用氧气瓶提供呼吸所需的氧气，确保他们在水下长时间活动。深度潜水随着潜水深度增加，水压变大，需要更高浓度的氧气混合物，以防止潜水员出现氧气中毒。潜水安全氧气在潜水安全中至关重要，可以防止潜水员缺氧，并提供急救所需的氧气。氧气在消防中的应用助燃剂氧气可以加速燃烧速度，提高火焰温度。消防员使用氧气瓶进行救援时，必须注意防止氧气泄漏，以免造成火灾。稀释剂消防人员可以使用氧气稀释可燃气体浓度，降低火灾风险。例如，在化学品泄漏事件中，可以使用氧气稀释有毒气体，保护周围环境。氧气在化工中的应用氧化反应氧气是许多化学反应中的重要氧化剂，例如合成氨、合成甲醇等。燃烧氧气是燃烧的重要组成部分，在许多化工生产过程中用于燃烧燃料提供热量。焊接氧气与乙炔混合可以产生高温火焰，用于金属焊接、切割等。气体分离氧气可以用于气体分离，例如从空气中分离氮气、氩气等。氧气使用中的注意事项11.避免油脂氧气与油脂接触易发生燃烧，因此，使用氧气时要避免油脂。22.环境通风氧气浓度过高易引起中毒，应在通风良好的环境中使用。33.安全操作使用氧气设备时，要严格遵守操作规程，防止意外事故发生。44.定期检查氧气设备需定期检查维护，确保安全可靠。氧气中毒的预防与处理11.浓度控制保持氧气浓度在安全范围内，避免过高浓度吸入。22.监测警报使用氧气浓度监测仪，及时发现氧气浓度异常。33.呼吸防护在高浓度氧气环境中，佩戴氧气面罩或呼吸器。44.紧急处理一旦发生氧气中毒，立即将患者转移到新鲜空气中，并进行必要的医疗救治。氧气泄漏的应急处理撤离现场发现氧气泄漏，应立即撤离人员至安全区域，并通知相关人员进行处理。关闭阀门尽快关闭氧气瓶阀门，防止氧气继续泄漏，同时切断氧气供应。通风换气打开门窗，通风换气，降低氧气浓度，确保安全环境。紧急处理如果氧气泄漏量较大，应使用专用设备进行处理，并联系专业人员进行指导。制氧过程中的环境保护减排污染制氧过程会产生一些废气和废水，例如氮气、二氧化碳等。要减少这些排放，可以使用高效的空气净化系统和废水处理设施。节约能源采用节能的制氧设备和工艺，减少能源消耗，降低碳排放。例如，使用高效率的压缩机和冷凝器。循环利用对制氧过程中产生的废物进行回收和再利用，例如将废气中的氮气用于其他工业生产。制氧技术的发展趋势自动化与智能化制氧设备自动化程度不断提高，智能化控制系统应用广泛。环保节能技术发展低能耗、低排放的制氧技术，减少环境污染。高效制氧技术提高制氧效率，降低制氧成本，